IL BILANCIO ENERGETICO. Vincenzo Triunfo 06.12,2013 Valori dei rendimenti da prospetto I valori dei...

Ing. Vincenzo Triunfo 06.12,2013

IL BILANCIO ENERGETICO

DELL’EDIFICIO SECONDO

SECONDO LE NORME

UNI TS/ 11300

Modulo III


FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA


Ai fini del calcolo dei rendimenti o delle perdite, gli impianti si considerano suddivisi in

sottosistemi e la determinazione del rendimento medio stagionale di un impianto di

riscaldamento e del fabbisogno di energia primaria deve essere effettuata in base ai

rendimenti (o alle perdite) dei sottosistemi che lo compongono.

Impianti di riscaldamento:

sottosistema di emissione;

sottosistema di regolazione dell'emissione di calore in ambiente;

sottosistema di distribuzione;

eventuale sottosistema di accumulo;

sottosistema di generazione.

DATI DI INGRESSO PER IL CALCOLO


Per ciascun sottosistema, identificato con il pedice x , si deve determinare:

il fabbisogno di energia richiesto in ingresso del sottosistema Qin,x ;

l'energia ausiliaria totale richiesta Qaux,x ;

le perdite Ql,x ;

le perdite recuperate Qlrh,x .

Sulla base di:

energia utile da fornire in uscita Qout,x ;

caratteristiche del sottosistema e condizioni di funzionamento dell'impianto.

Per ogni sottosistema, identificato con il pedice x , vale il seguente bilancio termico:

Il termine (Ql,x - Qlrh,x ) è il valore delle perdite al netto delle perdite recuperate:

Qaux,lrh,x energia termica recuperata dagli ausiliari elettrici.

VALUTAZIONE DELLE PERDITE


ENERGIA

PRIMARIA IN

USCITA

ENERGIA

PRIMARIA IN

INGRESSO

FABBISOGNO ELETTRICO

AUSILIARI SOTTOSISTEMA

PERDITE TERMICHE

SOTTOSISTEMA X

PERDITA ENERGIA

ELETTRICA ENERGIA ELETTRICA

RECUPERATA

Qin,x Qout,x

Qaux,Irh,x

Ql,x

Qaux,,x

VALUTAZIONE DELLE PERDITE


Valori dei rendimenti da prospetto

I valori dei rendimenti dipendono dall’altezza dei locali e da carico termico.

Si collegano alla casella della pagina dati generali relativa all’altezza netta dei locali

h ≤ 4 m

Radiatori su parete esterna non isolata 0.91 0.90 0.88

E solo per i radiatori due

opzioni da spuntare :

Parete riflettente (che

comporta una riduzione del

rendimento di 0.01)

Temperatura di mandata

dell’acqua < 65°C

SOTTOSISTEMA DI EMISSIONE


Calcolo del carico termico medio annuo, espresso in W/m3 è ottenuto dividendo il fabbisogno annuo di energia termica

utile espresso in Wh, calcolato secondo la UNI EN ISO 13790, per il tempo convenzionale di esercizio dei terminali di

emissione, espresso in ore, e per il volume lordo riscaldato del locale o della zona espresso in metri cubi.

Qh / 24 h * giorni di riscaldamento * volume lordo del locale riscaldato [W/m3]



Le perdite di emissione si calcolano in base ai valori di rendimento dal prospetto secondo

la formula:

Ql,e = Q’h x (1- ηe) / ηe

Dove

Q’h è il fabbisogno ideale netto per il riscaldamento ottenuto considerando il fabbisogno

ideale di energia termica utile dell’ involucro al netto di eventuali perdite recuperate dal

sistema di acqua calda sanitaria (ad esempio nel caso di un accumulo installato all’interno

dell’ambiente riscaldato)



Valori dei rendimenti

da prospetto

Le perdite di regolazione si

calcolano in base ai valori di

rendimento dal prospetto

secondo la formula:

Ql,rg = (Q’h + Ql,e ) x

(1- ηrg)/ ηrg

SO

TTO

SIS

TEM

A D

I R

EG

OLA

ZIO

NE


Metodo di calcolo da appendice A

Questo tipo di metodo è previsto per sistemi edificio-impianto complessi in cui è necessario

individuare i circuiti primari e secondari che compongono il sottosistema e attribuire a

ciascuno di essi i valori dei parametri di calcolo.

Il calcolo segue una procedura analitica:

si determina l'energia termica utile effettiva Qhr (=Qd,out) che deve essere fornita dal

sottosistema distribuzione, secondo l'equazione

Qhr = Q’h + Ql,e + Ql,rg - Q aux,e,lrh

Q’h fabbisogno ideale dell’ involucro

Ql,e perdite di emissione

Ql,rg perdite di regolazione

Qaux,e,lrh energia ausiliaria del solo sistema di emissione

si determinano le trasmittanze lineiche U i degli elementi della rete di distribuzione,

espresse in W/mK, tenendo conto di diametro, spessore e conduttività dell’isolante, tipologia

di installazione

SOTTOSISTEMA DI DISTRIBUZIONE


Si determinano le lunghezze L i degli elementi della rete di distribuzione

Si determina il tempo di attivazione t i del circuito nel periodo di calcolo (dati di progetto o di

esercizio); sono le nostre 24 ore x Giorni del mese

Si calcolano le perdite totali Q d,l come somma delle perdite dei singoli tratti:

Qd,l = S Li x Ui x (J w,avg,i – J a,i)x ti [Wh]

ponti termici maggiorazione % su Li lunghezza equivalente

non isolata

per staffaggi di linea

non isolati

10 %

singolarità non isolate:

pompa di circolazione

inserire una casella che

chieda il numero di

pompe presenti

0,3 m

dovrebbe essere

sommato a Li per ogni

elemento presente


valvola miscelatrice


chieda il numero di

valvole

0,6 m

dovrebbe essere


elemento presente


flangia,bocchettone


chieda il numero di

flange o bocchettoni

0,1 m dovrebbe essere


elemento presente

SOTTOSISTEMA DI DISTRIBUZIONE


TIPO DI IMPIANTO

Altezza

edificio

Isolamento distribuzione

Legge 10/91

Periodo di

realizzazione

dopo il 1993

Discreto

Periodo di

realizzazione

1993-1977

Medio

Periodo di

realizzazione

1976-1961

Insufficiente

Periodo di

realizzazione

prima del

1961

AUTONOMI - 0,990 0,980 0,969 0,958

CENTRALIZZATI A

DISTRIBUZIONE

ORIZZONTALE

Fino a 3 piani 0,980 0,969 0,958 0,947

Oltre 3 piani 0,990 0,980 0,969 0,958

CENTRALIZZATI CON

MONTANTI DI

DISTRIBUZIONE

Montanti in traccia nei

paramenti interni.

Isolamento secondo

legge 10/91

Periodo di costruzione:

dopo il 1993

1 piano 0,936 - - -

2 piani 0,947 - - -

3 piani 0,958 - - -

4 piani 0,969 - - -

5 piani e più 0,98 - - -

CENTRALIZZATI CON

MONTANTI DI

DISTRIBUZIONE

Montanti in traccia nei

paramenti interni o

nell'intercapedine -

Isolamento leggero


1993-1977

1 piano 0,908 0,880 0,868 0,856

2 piani 0,925 0,913 0,901 0,889

3 piani 0,939 0,927 0,917 0,904

4 piani 0,949 0,938 0,927 0,915

5 piani e più 0,955 0,943 0,934 0,922

CENTRALIZZATI CON

MONTANTI DI

DISTRIBUZIONE

Montanti correnti

nell'intercapedine.

Senza isolamento


prima del 1976

1 piano 0,901 0,876 0,851 0,824

2 piani 0,913 0,925 0,901 0,876

3 piani 0,925 0,936 0,913 0,889

4 piani 0,936 0,936 0,913 0,901

5 piani e più 0,947 0,947 0,925 0,913

In questo caso le perdite si

calcolano :

Qld = Qhr x (1- ηd)/ηd

Dove

Qhr è il fabbisogno energetico

utile effettivo richiesto da

ciascuna zona e tiene conto

delle perdite di emissione e di

regolazione

Qhr = Q’h + Qle + Qlr


L’appendice B prevede due metodi di calcolo delle perdite di generazione di generatori di calore con

combustione a fiamma per combustibili liquidi e gassosi:

1)metodo basato sui dati dei generatori di calore dichiarati secondo la Direttiva 92/42/CEE da

applicare nel caso di generatori di calore per i quali i dati siano dichiarati dal fabbricante ai sensi della

Direttiva 92/42/CEE (dati di prodotto). Tale metodo si basa su dati rilevati da un laboratorio di prova.

2) metodo analitico basato su dati forniti dai costruttori o rilevati in campo da applicare :

per generatori di calore di costruzione precedente al recepimento della Direttiva 92/42/CEE per i

quali non sono disponibili i dati richiesti dalla Direttiva;

per determinare l'effetto delle condizioni di esercizio in generatori a condensazione.

Il metodo non prende in considerazione le perdite durante i cicli di accensione del bruciatore. Le perdite al camino a

bruciatore spento non sono facilmente determinabili e la loro valutazione è generalmente prevista sulla base dei valori

di default. Nei generatori di calore moderni l'influenza di quest'ultimo parametro è comunque minima.

SOTTOSISTEMA DI GENERAZIONE


Tipo di generatore P termica utile nominale del

generatore installato/P di progetto

richiesta

1 2 4

Generatore atmosferico tipo B antecedente al 1996 84 82 78

Generatore atmosferico tipo B 1 stella 88 86 82

Generatore atmosferico tipo B 2 stella 90 88 84

Inserire le opzioni

•installato all’esterno ( - 9 sui valori riportati )

•camino di altezza > 10 m ( - 2 sui valori riportati )

•temperatura media di caldaia in condizioni di progetto > 65°C ( - 2 sui valori riportati )

Generatore a camera stagna tipo C 3 stelle 93 91 88

Inserire le opzioni





Tipo di generatore P termica utile nominale del

generatore installato/P di

progetto richiesta

1 1.25 1.5

Generatore di calore a gas o gasolio con bruciatore ad aria

soffiata o premiscelato, modulanti antecedenti al ‘96

86 85 84


soffiata o premiscelato, modulanti 1 stella

88 87 86


soffiata o premiscelato, modulanti 2 stelle

90 89 88

Inserire le opzioni



•generatore monostadio ( - 1 sui valori riportati )

•camino di altezza > 10 m in assenza di chiusura dell’aria comburente all’arresto(non applicabile ai

miscelati)( - 2 sui valori riportati )

In questo caso le perdite si calcolano: Ql,gn =(Qlr + Qld) x (1- ηgn )/ηgn



VALUTAZIONE DEL FABBISOGNO DI ACS


la differenza di temperatura è di 25°C

G sono i 365 gg dell'anno fissi per le abitazioni, mentre per le altre destinazioni d'uso la norma fa

intendere che bisogna considerare i giorni di occupazione, per gli alberghi e hotel è richiesto di indicare il

numero di giorni al mese.

FABBISOGNO NETTO DI ACS


Vw per il residenziale è Vw = a x Su

FABBISOGNO DI ACS PER REDISENZE


Vw per il non

residenziale è

Vw = a x Nu

FABBISOGNO DI ACS PER ALTRI USI


due opzioni:

con ricircolo le perdite si calcolano in maniera analitica, la pompa ausiliaria per il ricircolo

che va calcolata come fabbisogno elettrico ma non se ne considera il relativo recupero

termico.

senza ricircolo le perdite si calcolano (metodo semplificato):

Ql,w,d= (Qh,w / ηw,er) x fl,w,d

le perdite recuperate sono date da: Qlrh,w,d= frh,w,d x Ql,w,d

PERDITE DI DISTRIBUZIONE


2 opzioni :

accumulo interno al generatore

le perdite non si valutano in quanto comprese in quelle di produzione,

accumulo esterno al generatore

le perdite vanno calcolate:

Qlw,s = Ss/ ds x (θs - θa) x ts x λs [Wh]

dove

Ss superficie esterna dell'accumulo [m2]

ds spessore dello strato isolante

θs è la temperatura media dell'acqua nel bollitore

θa è la temperatura del locale dove è installato l'accumulo se:

- ubicato nell'ambiente riscaldato (in questo caso le perdite sono recuperabili totalmente)

- ubicato in altro ambiente

PERDITE ACCUMULO


RENDIMENTI CONVENZIONALI GENERAZIONE


Calcolare e far visualizzare il valore del rendimento globale del sistema ACS

η w,g = Qh,H + Qh,w / Qp,H,w

dove Qh,w è il fabbisogno netto di acqua calda sanitaria

Qp,w = Q’h + Ql,e,h + Ql,rg,h + Ql,d,h + Qh,w + Ql,er,w + Ql,d,w + Ql,gn+ (Qaux,w + Qaux, H)* fp,el

RENDIMENTO GLOBALE MEDIO STAGIONALE ACS


FABBISOGNO EP CLIMATIZZAZIONE ESTIVA


Fabbisogno energia elettrica ausiliari

Fabbisogno effettivo raffrescamento

Fabbisogno effettivo trattamento aria

Fatt. conv. Energia elettrica

Fatt. conv. Energia primaria

vettore energetico generatore

Coefficiente di prestazione medio mensile produzione energia froigorifera


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